package com.xaicode.algorithm.leetcode._1_100;

/**
 * <a href="https://leetcode-cn.com/problems/remove-element">移除元素</a>
 *
 * <p>给你一个数组 <code>nums</code><em> </em>和一个值 <code>val</code>，你需要 <strong><a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%8E%9F%E5%9C%B0%E7%AE%97%E6%B3%95" target="_blank">原地</a></strong> 移除所有数值等于 <code>val</code><em> </em>的元素，并返回移除后数组的新长度。</p>
 *
 * <p>不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 <code>O(1)</code> 额外空间并 <strong><a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%8E%9F%E5%9C%B0%E7%AE%97%E6%B3%95" target="_blank">原地 </a>修改输入数组</strong>。</p>
 *
 * <p>元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。</p>
 *
 * <p> </p>
 *
 * <p><strong>说明:</strong></p>
 *
 * <p>为什么返回数值是整数，但输出的答案是数组呢?</p>
 *
 * <p>请注意，输入数组是以<strong>「引用」</strong>方式传递的，这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。</p>
 *
 * <p>你可以想象内部操作如下:</p>
 *
 * <pre>
 * // <strong>nums</strong> 是以“引用”方式传递的。也就是说，不对实参作任何拷贝
 * int len = removeElement(nums, val);
 *
 * // 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
 * // 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中<strong> 该长度范围内</strong> 的所有元素。
 * for (int i = 0; i < len; i++) {
 *     print(nums[i]);
 * }
 * </pre>
 *
 * <p> </p>
 *
 * <p><strong>示例 1：</strong></p>
 *
 * <pre>
 * <strong>输入：</strong>nums = [3,2,2,3], val = 3
 * <strong>输出：</strong>2, nums = [2,2]
 * <strong>解释：</strong>函数应该返回新的长度 <strong>2</strong>, 并且 nums<em> </em>中的前两个元素均为 <strong>2</strong>。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。例如，函数返回的新长度为 2 ，而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0]，也会被视作正确答案。
 * </pre>
 *
 * <p><strong>示例 2：</strong></p>
 *
 * <pre>
 * <strong>输入：</strong>nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
 * <strong>输出：</strong>5, nums = [0,1,4,0,3]
 * <strong>解释：</strong>函数应该返回新的长度 <strong><code>5</code></strong>, 并且 nums 中的前五个元素为 <strong><code>0</code></strong>, <strong><code>1</code></strong>, <strong><code>3</code></strong>, <strong><code>0</code></strong>, <strong>4</strong>。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
 * </pre>
 *
 * <p> </p>
 *
 * <p><strong>提示：</strong></p>
 *
 * <ul>
 * 	<li><code>0 <= nums.length <= 100</code></li>
 * 	<li><code>0 <= nums[i] <= 50</code></li>
 * 	<li><code>0 <= val <= 100</code></li>
 * </ul>
 *
 * @author Locker xaicode@sina.com
 * @version 1.0
 * @date 2021/12/9 0009 22:05
 */
public class _27_Easy_RemoveElement {

    int[] nums = {0, 1, 2, 2, 3, 0, 4, 2};
    int val = 2;

    /**
     * 方法一：双指针
     * <p>
     * 时间复杂度：O(n)，其中 n 为序列的长度。我们只需要遍历该序列至多两次。
     * <p>
     * 空间复杂度：O(1)。我们只需要常数的空间保存若干变量。
     *
     * @return new array length
     */
    public int doublePointer() {
        int len = nums.length;
        if (len == 0) {
            return 0;
        }
        int fast = 0, slow = 0;
        while (fast < len) {
            if (nums[fast] != val) {
                nums[slow] = nums[fast];
                ++slow;
            }
            ++fast;
        }
        return slow;
    }

    /**
     * 方法二：优化双指针
     * <p>
     * 如果要移除的元素恰好在数组的开头，例如序列 [1,2,3,4,5]，
     * 当 val 为 1 时，我们需要把每一个元素都左移一位。
     * 注意到题目中说：「元素的顺序可以改变」。
     * 实际上我们可以直接将最后一个元素 5 移动到序列开头，取代元素 1，得到序列 [5,2,3,4]，同样满足题目要求。
     * 这个优化在序列中 val 元素的数量较少时非常有效。
     * <p>
     * 实现方面，我们依然使用双指针，两个指针初始时分别位于数组的首尾，向中间移动遍历该序列。
     * <p>
     * 如果左指针 left 指向的元素等于 val，此时将右指针 right 指向的元素复制到左指针 left 的位置，
     * 然后右指针 right 左移一位。
     * 如果赋值过来的元素恰好也等于 val，可以继续把右指针 right 指向的元素的值赋值过来
     * （左指针 left 指向的等于 val 的元素的位置继续被覆盖），直到左指针指向的元素的值不等于 val 为止。
     * <p>
     * 当左指针 left 和右指针 right 重合的时候，左右指针遍历完数组中所有的元素。
     * <p>
     * 这样的方法两个指针在最坏的情况下合起来只遍历了数组一次。与方法一不同的是，方法二避免了需要保留的元素的重复赋值操作。
     *
     * @return new array length
     */
    public int betterDoublePointer() {
        int left = 0;
        int right = nums.length;
        while (left < right) {
            if (nums[left] == val) {
                nums[left] = nums[right - 1];
                right--;
            } else {
                left++;
            }
        }
        return left;
    }

}
